BMS選用什么樣的電池模擬器？

繼電器粘連檢測比較“燒腦”，往后再拖一拖，今天聊點別的，換個話題。

聊一聊電池模擬器的選擇問題。

在前面某文中提到過，BMS采集電芯的電壓精度是有要求的；無論是自測，還是客戶驗收，我們都需要一個比較準的基準源來檢測我們的硬件精度，驗證是否滿足需求，如果使用電池去做為基準源的話，一是調整電壓比較麻煩，二是電池的電壓會逐漸變化，三是不安全，測試時需要格外小心。

所以就出現(xiàn)了電池模擬器，最基本的功能就是可以人為任意設置目標電壓值，并且精度穩(wěn)定，有一定的帶負載能力，滿足測量要求（如下圖一個比較常見的國外電池模擬器）。

我還記得當時剛剛工作時，跟著師傅做的第一個板子就是電池模擬器工裝，當時做的功能比較簡單，就直接一個DA輸出。

但現(xiàn)在市場上已經有大量成熟的產品了，可以滿足測試的各種需求，組成的測試系統(tǒng)框架如下圖（圖片來源于NGI官網）

實際我們使用電池模擬器更多地用來模擬電芯電壓和溫度、模擬均衡和故障模擬等功能（下圖來源于ETAS官網），而其他像什么模擬真實電池的充放電過程，這個其實我是感覺不太靠譜的。

下面來分析選用電池模擬器的幾個關鍵需求。

1、模擬電芯電壓

這個是最重要的需求，首先要決定需要多少路的電壓模擬通道，一般的產品都在12路以上，這個根據產品需求提就好。

通道之間是互相電氣隔離的，如果要串聯(lián)，則需在外面通過線束連接實現(xiàn)。

電壓模擬的原理如下圖（圖片來源于https://www.docin.com/p-835651570.html），通過DA芯片來設置輸出目標電壓，然后通過AD芯片來采集反饋端的輸入電壓，形成閉環(huán)系統(tǒng)，實時調整輸出電壓，提供輸出精度；所以一般的模擬器電壓輸出都有四條線兩條輸出線，兩條采樣線。

關于電壓精度，其實這個也和AFE有關，同一個電池模擬器，用兩個廠家的AFE采集到的結果可能是有1mV以上的偏差。排除這些干擾因素，我認為精度要在1mV以下才能滿足通用的需求（尤其是產線生產時）。

一般廠家都會給出它的精度參數如下圖（來源于NGI官網），主要根據設定分辨率和設定精度這兩個參數去選擇合適的產品。

2、模擬溫度

溫度模擬比較常用、也比較有效的方案就是電阻陣列，如下圖所示；我們根據實際的NTC阻值表，確定需要的電阻阻值范圍。

模擬器在每個阻值檔位上面都設置了本檔位阻值1、2、4、8倍數的四個電阻，然后根據這四個電阻的拼湊，可以進一步得到本檔位內任意一個電阻值；這樣的話，不同檔位之間再進行拼湊，就可以得到我們想要的任意阻值。

下圖中的阻值范圍可以滿足我們實際絕大部分需求。

應用中需要注意的就是BMS中的每一個溫度采樣通道，要配置單獨的溫度模擬電阻，不同通道之間不能共用，否則會造成內部分壓而采集偏差。

3、模擬均衡

電池模擬器也要有一定的輸出能力，包括拉電流、灌電流兩種（下圖來源于網絡），用來模擬電池均衡功能。

如果一個模擬器同時給多個AFE并聯(lián)使用，那么模擬器的輸出能力要選取更大一些，基本上要到幾安培左右；如果選取的輸出電流太小，則在測試時會出現(xiàn)各種各樣奇怪的問題。

總結

有人質疑問如果我用電池模擬器測試BMS，進而得到BMS精度滿足要求的結論后，這個結論是否能說明BMS在測試真實電池時，精度也是滿足要求的？這是個好問題，事實勝于雄辯，留給大家自己驗證了。